Znak-ekb.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Резисторы для светодиодов в автомобиль

Подключение светодиода к 12 вольтам в машине (расчет сопротивления) (видео)

Светодиоды — это современные, экономичные, надежные радиоэлементы, применяемые для световой индикации. Мы думаем об этом знает каждый и все! Именно исходя из этого опыта, столь высоко желание применить именно светодиоды, для конструирования самых различных электрических схем, как в бытовой электронике, так и для автомобиля. Но здесь возникают определенный трудности. Ведь самые распространенные светодиоды имеют напряжение питания 3…3,3 вольта, а бортовое напряжение автомобиля в номинале 12 вольт, при этом порой поднимается и до 14 вольт. Само собой здесь всплывает закономерное умозаключение, что для подключения светодиодов к 12 вольтовой сети машины, необходимо будет понизить напряжение. Именно этой теме, подключению светодиода к бортовой сети автомобиля и понижению напряжения, будет посвящена статья.

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор. В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Подключение светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

Начнем, как и в абзаце выше, с варианта подключения светодиода к напряжению в 12 вольт через резистор. Для того чтобы вам лучше было понять как же происходит падение напряжение, мы приведем несколько вариантов. Когда к 12 вольтам подключено 3 светодиода, 2 и 1.

Подключение 1 светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

Итак, у нас есть светодиод. Его напряжение питания 3,3 вольта. То есть если бы мы взяли источник питания в 3,3 вольта и подключили к нему светодиод, то все было бы замечательно. Но в нашем случае наблюдается повышенное напряжение, которое не трудно посчитать по формуле. 14,5-3,3= 11,2 вольта. То есть нам необходимо первоначально снизить напряжение на 11,2 вольта, а затем лишь подать напряжение на светодиод. Для того чтобы нам рассчитать сопротивление, необходимо знать какой ток протекает в цепи, то есть ток потребляемый светодиодом. В среднем это около 0,02 А. При желании можете посмотреть номинальный ток в даташите к светодиоду. В итоге, по закону Ома получается. R=11,2/0,02=560 Ом. Сопротивление резистора рассчитано. Ну, а уж схему нарисовать и того проще.

Мощность резистора рассчитывается по формуле P=UI=11.2*0,02=0,224 Вт. Берем ближайший согласно стандартного типоряда.

Подключение 2 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

По аналогии с предыдущим примером все высчитывается также, но с одним условием. Так как светодиода уже два, то падение напряжения на них будет 6,6 вольта, а оставшиеся 14,5-6,6=7,9 вольта останутся резистору. Исходя из этого, схема будет следующей.

Так как ток в цепи не изменился, то мощность резистора остается без изменений.

Читать еще:  Пежо 4007 замена грм

Подключение 3 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

И еще один вариант, когда практически все напряжение гасится светодиодами. А значит, резистор по своему номиналу будет еще меньше. Всего 240 Ом. Схема подключения 3 светодиодов к бортовой сети машины прилагается.

Напоследок нам лишь осталось сказать, что при расчетах было использовано напряжение не 12, а 14,5 вольт. Именно такое повышенное напряжение обычно возникает в электросети машины, когда она заведена.
Также не трудно прикинуть, что при подключении 4 светодиодов, вам и вовсе не потребуется применение какого либо резистора, ведь на каждый из светодиодов придется по 3,6 вольта, что вполне допустимо.

Подключение светодиода через стабилизатор напряжения к 12 вольтам в машине (через микросхему)

Теперь перейдем к стабилизированной схеме питания светодиодов от 12 вольт. Здесь, как мы уже и говорили, существует схема, которая регулирует собственное внутреннее сопротивление. Таким образом, питание светодиода будет осуществляться устойчиво, независимо от скачков напряжения бортовой сети. К сожалению минусом применения микросхемы является тот факт, что минимальное стабилизированное напряжение, которое возможно добиться будет 5 вольт. Именно с таким напряжением можно встретить наиболее широко известные микросхемы – стабилизаторы КР142 ЕН 5Б или иностранный аналог L7805 или L7805CV. Здесь разница лишь в производителе и номинальном рабочем токе от 1 до 1,5 А.

Так вот, оставшееся напряжение с 5 до 3,3 вольт придется гасить все по тому же примеру что и в предыдущих случаях, то есть с помощью применения резистора. Однако снизить напряжение резистором на 1,7 вольта это уже не столь критично как на 8-9 вольт. Стабилизация напряжения в этом случае все же будет наблюдаться! Приводим схему подключения микросхемы стабилизатора.
Как видите, она очень простая. Реализовать ее может каждый. Не сложнее чем припаять тот же резистор. Единственное условие это установка радиатора, который будет отводить тепло от микросхемы. Его установить нужно обязательно. На схеме написано что микросхема может питать 10 цепочек со светодиодом, на самом деле этот параметр занижен. По факту, если через светодиод проходит около 0,02 А, то она может обеспечивать питанием до 50 светодиодов. Если вам необходимо обеспечить питание большего количества, то используйте вторую такую же независимую схему. Использование двух микросхем подключенных параллельно не правильно. Так как их характеристики немного, да будут отличаться друг от друга, из-за индивидуальных особенностей. В итоге, у одной из микросхем будет шанс перегореть намного быстрее, так как режимы работы у нее будут иные — завышенные.
О применение аналогичных микросхем мы уже рассказывали в статье «Зарядное устройство на 5 вольт в машине». Кстати, если вы все же решитесь выполнить питание для светодиода на ШИМ, хотя это вряд ли того стоит, то эта статья также раскроет вам все секреты реализации такого проекта.

Подводя итог о подключение светодиода к 12 вольтам в машине своими руками

Подводя итог о подключении светодиода к 12 вольтовой сети можно сказать о простоте выполнения схемотехники. Как со случаем где применяется резистор, так и с микросхемой – стабилизатором. Все это легко и просто. По крайней мере, это самое простое, что может вам встретиться в электронике. Так что осилить подключение светодиода к бортовой сети машины в 12 вольт должен каждый и наверняка. Если уж и это не «по зубам», то за более сложное и вовсе браться не следует.

Видео по подключению светодиода к сети в автомобиле

Тюнинг ВАЗ 2109

Многие любители тюнинга автомобилей предпочитают менять лампы подсветки кнопок, бардачка, багажника, салона, а зачастую и габаритных огней на светодиоды. Их преимущества очевидны: они более договечны, имеют низкое энергопотребление по сравнению с лампами накаливания при большей светоотдаче, не нагреваются как лампы.
При всем этом просто взять светодиод и установить его вместо лампы накаливания не получится. В данной статье рассмотрим, как правильно производить замену обычных ламп на светодиоды и как их правильно подключать в автомобиле.

Итак, для представления полной картины нам необходимо уяснить, что:

  • Напряжение бортовой сети автомобиля при заведенном двигателе составляет 13-14,5 В.
  • Напряжение питания светодиода – в среднем 3,5 В. Причем оно различается. Для желтых и красных цветов это 2-2,5 В; для белых, синих, зеленых – 3-3,8 В.
  • Средний ток малых светодиодов – 20 мА.
  • Контакты светодиода имеют полярность, плюс и минус. Если перепутать полярность, светодиод гореть не будет.

Соответственно, подключать светодиоды напрямую к бортовой сети автомобили нельзя, они сразу же выйдут из строя.

Как же тогда их подключать?

В продаже имеются готовые светодиодные кластеры, которые уже рассчитаны на питание в 12 В. Они обычно состоят из трех светодиодов и резистора, на котором гасится лишнее напряжение. По такому же принципу устроена и светодиодная лента, которая состоит из параллельно соединенных кластеров. Резать ее нужно только в специально отмеченных местах, которые являются местами соединения параллельных кластеров.
Правда, при снижении питающего напряжения яркость диодов будет тоже падать, а при повышении – возрастать, так что если напряжение в бортовой сети автомобиля плавает, то тоже самое будет происходить и со светом диодов.

По такому же принципу можно сделать такой кластер своими руками, соединив необходимое количество светодиодов последовательно (плюс одного к минусу другого), а получившиеся 2 вывода на концах цепочки – к бортовой сети.
Например, светодиодов, рассчитанных на напряжение 3,5 В (белые) понадобится 3 штуки (3 х 3,5 = 10,5 В). Оставшееся напряжение компенсируем резистором сопротивлением 100 – 150 Ом с мощностью рассеивания 0,5 Вт.

Читать еще:  Как высушить сиденье автомобиля от воды

Вот таким образом можно включить нужное количество светодиодов, собирая их отрезками по 3 штуки с резистором, и соединяя отрезки параллельно. Где это можно применить на практике, расскажет эта статья.

Номинал гасящего резистора рассчитывается по закону Ома. Если вы с этим не знакомы, то на практике можно для бортовой сети автомобиля принять следующие номиналы сопротивлений: для одного светодиода – 500 Ом, для двух – 300 Ом, для трех, как указано выше – 150 Ом.

Для желающих освоить практический метод подбора сопротивлений для питания светодиодов в автомобиле рассмотрим его подробнее.

Для этого нам понадобится мультиметр, способный замерять напряжение и ток. Подойдет и простейший китайский. Вот как он может выглядеть:

Закон Ома для нашего участка цепи со светодиодом и резистором выглядит так: R = U/I (R – сопротивление, Ом; U- напоряжение, В; I – ток, А). Таким образом, чтобы получить требуемое сопротивление, нужно разделить напряжение, которое требуется погасить на величину тока, которую нужно получить в нашей цепи.

Возьмем для примера белый светодиод со следующими параметрами: напряжение питания – 3,5В, номинальный рабочий ток – 20 мА (или 0,02 А).

Мультиметром замеряем напряжение в точке подключения светодиода (если это габаритный огонь – то на контактах патрона лампы габарита) при заведенном двигателе, допустим мы получили 13 В.

Если мы подключаем один светодиод, то нужно вычесть из величины замеренного напряжения номинальное напряжение, на которое рассчитан светодиод (3,5 В).

Ток в нашей цепи должен не превышать 0,02А, чтобы светодиод не вышел раньше времени из строя.

Тогда величина сопротивления будет:

9,5 / 0,02 = 475 (Ом)

Чтобы наш резистор в процессе работы не сгорел от перегрева, вычисляем мощность, на которую он должен быть рассчитан. Для этого надо умножить гасимое им напряжение (9,5 В) на ток в цепи (0,02 А).

9,5 х 0,02 = 0,19 (Вт)

Берем с запасом, то есть от 0,5 до 1 Вт.

Теперь у нас есть данные резистора: не менее 475 Ом, мощность 0,5 -1 Вт, берем эти цифры и идем с ними в радиолавку.

Убедиться в правильности расчетов можно померяв ток в нашей цепи при помощи того же мультиметра. Для этого щупы мультиметра нужно включить в разрыв между резистором и светодиодом.

Он должен показать не более 0,02А, на которые рассчитан светодиод, больший рабочий ток резко сократит срок его службы.

Таким образом можно подключать и несколько светодиодов, нужно только знать рабочее напряжение светодиодов и их ток, и рассчитать номинал резистора, подставив данные в формулу выше.

Также полезно подключить к светодиоду обычный диод обратной полярностью, для защиты нашего светодиода от напряжения обратной полярности, которого он очень не любит. Необходимо для применения в отечественных авто преклонного возраста.

На сегодня все, в следующей статье рассмотрим более продвинутый способ запитывания светодиодов в автомобиле при помощи стабилизатора.

Petrovich35 › Blog › Резисторы-обманки в светодиодных лампах, плюсы и минусы

Это вторая часть, посвященная доработке автомобильных светодиодных ламп.

В данной записи поговорим о так называемых резисторах-обманках.

Ряд автомобилей оборудован системой контроля исправности ламп, которая сигнализирует в случае перегорания штатных ламп накаливания, например, ламп стоп-сигналов, габаритов и т.д. В этом случае, на щитке приборов загорается соответствующий индикатор (фото 1):

Система контроля ламп ориентируется на ток, проходящий через лампу. Если нет тока через лампу, значит, она перегорела. Как известно, светодиоды потребляют намного меньший ток, чем лампы накаливания. Поэтому, при замене штатных ламп накаливания на светодиодные, система контроля может не увидеть светодиодную лампу и включит индикатор неисправности.

Чтобы обмануть систему контроля, производители светодиодных ламп устанавливают в свои изделия нагрузочные (балластные) резисторы-обманки, чтобы искусственно увеличить ток, потребляемый лампой. На рис. 2 показана схема простой светодиодной лампы без стабилизатора тока (драйвера), где R1-R3 — токоограничивающие резисторы в цепи питания светодиодов, а R0 — нагрузочный резистор-обманка. Нагрузочный резистор подключается параллельно контактам питания лампы и создает дополнительную нагрузку, обманывая систему контроля ламп.

Наличие резистора-обманки можно определить по надписи CANBUS на корпусе светодиодной лампы (фото 3). Однако, не все производители ламп наносят подобную маркировку, поэтому окончательный вывод о наличии обманки позволит сделать только изучение внутренностей лампы.

Рассмотрим типовую цилиндрическую светодиодную лампу типа C5W или C10W. Отпаиваем контактные колпачки. Под ними расположены токоограничивающие резисторы R1-R3 (фото 4). О них подробно рассказано в первой части.

С обратной стороны, как правило, находится резистор-обманка (фото 5, 6). Его сопротивление обычно не превышает 500 Ом. Так, на фото 6, сопротивление обманок двух разных ламп составляет 150 и 180 Ом соответственно.

На фото 7-9 показана бесцокольная светодиодная лампа T10 W5W с резистором-обманкой сопротивлением 470 Ом:

Казалось бы, все замечательно, резистор-обманка имитирует лампу накаливания, система контроля ламп не «ругается» на светодиодную лампу. Но такое техническое решение имеет и свои минусы.

Читать еще:  Датчик давления масла шеви нива

Во-первых, обманка увеличивает ток потребления лампы, иначе систему контроля не обмануть. Так, при напряжении питания U=14 В и сопротивлении нагрузочного резистора, скажем, R = 200 Ом, дополнительный ток через резистор составит I= U/R = 14В / 200 Ом = 70 mA. В этом случае преимущество светодиодной лампы в плане низкого энергопотребления снижается.

Во-вторых, резистор-обманка сильно нагревается. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле P = U^2/R. При напряжении питания бортсети 14 В и сопротивлении резистора 200 Ом, на резисторе будет рассеиваться мощность P = 14В * 14В / 200 Ом = 0.98 Вт. В связи с небольшими габаритами светодиодных ламп, производители обычно устанавливают резисторы-обманки типоразмера SMD 2010 с максимальной рассеиваемой мощностью 0.75 Вт. В таком случае обманка работает с перегрузкой и греется как маленькая электроплитка.

Что с этим делать?

1. Если в автомобиле нет системы контроля исправности ламп, резистор-обманку можно просто удалить. Такая лампа будет потреблять значительно меньший ток и будет меньше нагреваться.

2. Если система контроля присутствует, то можно попытаться установить обманку с более высоким сопротивлением. Номинал резистора придется подбирать экспериментально, при каком наибольшем сопротивлении система контроля еще не срабатывает. В итоге получим меньший ток потребления и меньший нагрев лампы.

В-третьих, есть еще один существенный минус. Следует помнить, что обманка полностью дезинформирует систему контроля исправности ламп. Даже если светодиодная лампа перегорит, система контроля будет молчать, так как резистор-обманка по-прежнему будет имитировать лампу накаливания.

Для более мощных светодиодных ламп применяются внешние резисторы-обманки с большой рассеиваемой мощностью. Например, при замене ламп накаливания типа P21W номинальной мощностью 21 Вт на светодиодные (обычно устанавливаются в указателях поворота), применяются резисторы-обманки с рассеиваемой мощностью 25-50 Вт (фото 10). Подробнее об установке таких обманок см. мою запись Установка светодиодных ламп в сигналы поворота фар.

Бывает, что в конструкции светодиодной лампы резистор-обманка не предусмотрен (фото 11-13), или же из экономии просто не установлен (фото 14). В таком случае, при наличии системы контроля ламп, обманку придется устанавливать самостоятельно.

D-I-N › Блог › 左 Светодиоды в авто…

Итак! Что мы имеем!

Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.

Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)

«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА

Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.

Сперва делаем расчёты. Вычитаем из имеющегося исходного напряжения 14,5 Вольта напряжение питания светодиода (3,2 Вольта). 14,5В — 3,2В =11,3В Получаем 11,3 Вольта. Вот на эти оставшиеся 11,3 Вольта нужно задать ток 20мА — что бы светодиод не сгорел. Далее нам в помощь Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора. R=U/I . Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужно погасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора, нужно разделить напряжение, которое нужно погасить, на ток, который нужно получить. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем. R = 11,3 / 0,02. Получаем 565 Ом. Итак, нам нужен резистор номиналом 565 Ом. Самый ближайший по номиналу, который вы сможете найти в радиомагазине будет 560 Ом. Мощность резистора желательно взять 0,25Вт. Этот резистор мы подключаем последовательно к светодиоду причём не важно к АНОДУ(плюсовому) или КАТОДУ(минусовому) выводу — главное что бы на АНОД вы подали плюс, а на КАТОД минус. Так сказать — соблюдали полярность. И наш резистор благополучно рассеет лишний ток в тепло. Резистор рекомендуется припаивать непосредственно к светодиоду.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector